環(huán)狀磷腈在紫外光固化體系中的應用及其阻燃機理研究.pdf

1、隨著合成聚合物材料的大規(guī)模的使用,其阻燃技術的研究和應用也日益受到重視.近年來,由于環(huán)境保護等諸多因素,阻燃劑的發(fā)展趨向于低煙、低毒和無鹵化,其中磷腈化合物就是一類重要的高效無鹵阻燃劑,具有廣闊的發(fā)展前景.紫外光固化是一項發(fā)展極為迅速的綠色新技術,但是涉及該領域的阻燃研究的報道卻并不多.該論文立足于紫外光固化阻燃體系的研究,合成了丙烯酸化和烷基化的環(huán)狀磷腈,將其混入市售的環(huán)氧丙烯酸酯預聚物,對其固化膜的阻燃性能及阻燃機理進行了研究,并討

2、論了丙烯酸化環(huán)狀磷腈對固化體系其它性能的影響,對其熱降解動力學進行了探討.具體研究內容如下:六氯代三聚磷腈分別與丙烯酸羥乙酯(HEA)和乙醇反應,合成了丙烯酸化的環(huán)狀磷腈(HACP)和烷基取代的環(huán)狀磷腈(HECP),并用傅立葉紅外光譜(FTIR)和核磁共振(<'1>H、<'13>C-NMR)等加以表征.將上述兩種環(huán)狀磷腈分別與環(huán)氧丙烯酸酯預聚物EB600以不同的比例相混,制成UV可固化阻燃配方.用熱重分析(TGA)和實時紅外研究固化膜的

3、熱降解過程和降解機理.結果表明:引入環(huán)狀磷腈,混合體系降解時的最終成炭量大大增加,高溫熱穩(wěn)定性得到明顯改善.而含HACP和含HACP固化粉末的混合體系的阻燃性能明顯優(yōu)于含HECP的混合體系,表現(xiàn)在前者的極限氧指數(shù)(LOI)更高.研究了含HACP和HACP固化粉末的阻燃UV固化體系的光固化動力學以及固化膜的動態(tài)熱力學和機械性能等.含HACP的EB600混合體系,隨著HACP添加量的增加,體系的光固化速率加快,最終雙鍵轉化率略有下降,而對固

4、化膜的性能沒有明顯影響.然而加入HACP固化粉末會使體系的其它性能顯著惡化,這限制了其作為阻燃劑在UV固化體系中的實際應用.以EB600、HACP(20)/EB600(80)、HACP powder(20)/EB600(80)和HACP四種UV固化體系為研究對象,采用三種不同方法Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法對其降解動力學進行研究.活化能的結果表明,環(huán)狀磷腈的引入使得混合體系最后階段的活化能